煙氣排放連續監測系統（CEMS）運維淺析

陳云

摘 要：介紹CEMS的組成部分，結合多年火力發電行業運行維護經驗，針對CEMS在火力發電廠運行過程中出現的異常現象進行相應的分析并提出解決方法，保證系統可靠穩定運行。

關鍵詞：CEMS;脫硫;脫硝;維護;檢查;標定

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.150

0 前言

CEMS是火力發電廠正常運行和環保數據監測傳輸的重要在線儀表，主要應用在脫硝和脫硫系統。脫硫、脫硝系統的CEMS主要設備有煙氣分析儀、取樣裝置、預處理系統、粉塵儀、氨逃逸測量裝置、PLC控制統、數據采集儀、通訊傳輸設備等，主要監測參數為SO2、NOX、O2煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力、粉塵濃度、NOX、O2和氨逃逸等。

1 CEMS現狀

1.1 CEMS在生產控制過程中的應用

脫硫脫硝系統均設置有兩套CEMS，分別對原煙氣和凈煙氣進行監測。原煙氣CEMS所測量的參數作為前饋信號提供給自動控制系統，凈煙氣CEMS所測量的參數作為反饋變量提供給自動控制系統，通過前后數據比較從而對相應設備進行有效控制。廢氣排放口CEMS監測的數據送至環保部門。

1.2 CEMS系統流程

采樣泵抽取煙道內的煙氣，依次經過采樣探頭、取樣管線、初級過濾器、一級冷凝器、一級過濾器、二級冷凝器、二級過濾裝置進行預處理，再經過采樣泵、疏水過濾器后進入氣體分析儀。

2 運行過程中常見故障及解決方法

2.1 數據異常的原因分析及處理

根據CEMS系統流程可知，任一環節故障均會導致測量數據異常。當出現數據異常的情況，根據實際情況，做出初步判斷，從故障可能性最大的部件開始進行逐項排查，直至設備運行正常。

（1）分析儀零點或量程漂移。分析儀的零點或量程漂移不會直觀表現出來，只能通過比對分析，判斷是否出現零點或量程漂移。

（2） 分析儀顯示氧量超過或者低于正常值。出現氧量測量值高出正常值時，檢查取樣管路是否存在泄漏;氧量低或者無顯示時檢查氧量傳感器是否正常，否則予以更換。

（3）氣路中的水分含量大。檢查取樣探頭及伴熱管線加熱裝置工作是否正常;反吹取樣管路，排除管路中的水分。

（4）分析儀故障。分析儀損壞除設備老化以外，多為樣氣預處理不好導致。對分析儀進行維修或更換，同時需檢查采樣管線加熱情況和預處理設備工作情況。

2.2 樣氣流量異常

流量異常一般是流量低于正常值或無流量顯示。檢查轉子流量計是否存在卡塞;轉子流量計正常，則檢查整個取樣管路是否漏點或堵塞。

2.3 溫度、壓力、流量數據異常

檢查相應的測量元件是否正常，取樣管路是否暢通。

2.4 氨逃逸測量數值異常

檢查氨逃逸分析儀能量值是否正常、探頭是否有積灰、對光是否正常、密封風機工作是否正常。

2.5 顆粒物測量值異常

檢查粉塵儀電源是否正常、粉塵儀是否損壞;檢查探頭鏡片是否潔凈，否則進行清潔處理;吹掃壓縮空氣是否正常投入。

3 維護過程中的注意事項

為保證CEMS測量數據準確可靠，每天巡視檢查CEMS各設備的工作情況，查看歷史數據和數據報表，及時發現和排除設備存在的異常，提高系統的可靠性。需要做好以下日常維護保養工作：

3.1 分析儀的定期標定

分析儀定期進行零點標定、量程標定。CEMS小室都配有每種被測介質因子的高中低三種濃度的標準氣體和高純氮，標定完畢通入另一濃度的標準氣進行比對。標定周期為每半年至少一次。自動零點校準根據現場設備實際情況設置為8-12個小時自動進行一次零點標定，避免出現零點漂移，保證分析測量的準確性。

3.2 參數量程的一致性

在分析儀和標準氣體的選擇方面要注意，分析儀量程要根據煙氣中所測介質因子的設計濃度來選擇，其量程一般不應超過污染源排放上限的兩倍，保證分析儀所測量數據的準確度;標準氣體的選擇要根據分析儀的量程和所測介質因子通常濃度來選擇，不宜過高或者過低。上位機、PLC及數據采集儀的量程設置應保持一致。

3.3 加熱裝置和制冷裝置

加熱裝置和制冷裝置是保護分析儀的重要設備，是日常巡視和維護的重點關注對象。加熱裝置溫度一般控制在130℃左右，在沒有加熱的情況下，煙氣中水分進入分析儀，造成濾芯堵塞，分析儀損壞等，同時管路中形成酸霧，直接影響測量結果;制冷裝置溫度一般控制在4℃左右，如果冷凝器溫度只能達到6℃及以上時需要進行維修或者更換。

3.4 反吹系統檢查

反吹系統檢查時，檢查反吹氣源壓力是否在正常范圍內。手動反吹時，將系統切至維護狀態進行反吹。自動反吹是在PLC控制系統中設置好反吹時間并將測量數據進行保持，不會因反吹而發生控制系統調節異常或者設備損壞。

3.5 蠕動泵檢查

蠕動泵用于排出制冷器冷凝筒內的水和密封取樣氣路。如果蠕動泵長時間不工作，冷凝水會進入采樣泵和分析儀，造成設備損壞;如果蠕動泵泵管損壞，則會造成取樣管路密封不嚴，測量數據異常。

3.6 采樣泵檢查

采樣泵是CEMS中的關鍵設備，通常在采樣泵處加裝旁路閥，用來降低采樣泵的負荷，從而延長采樣泵的使用壽命。由于采樣泵長周期工作，膜片易磨損或發生形變，會導致采樣泵出力不足或密封不嚴。

3.7 過濾器檢查

一級過濾器、二級過濾器及疏水過濾器作用是過濾掉樣氣中的水分和雜質。過濾器濾芯需定期更換，周期一般為3至6個月。

3.8 采樣探頭檢查

定期檢查采樣探頭加熱器的工作情況和探頭濾芯的堵塞情況。采樣探頭濾芯定期進行清灰，堵塞嚴重進行更換。更換周期一般為6個月。

4 結束語

CEMS工作環境差且系統比較復雜，在日常運行過程中難免會出現各種故障，準確判斷故障原因，才能快速處理故障。多年的運行維護過程中積累了一定的經驗，現與大家分享，供大家在維護過程中參考。

參考文獻：

[1]HJ/T 397-2007 固定源廢氣監測技術規范[S].

[2]HJ/T 75-2007 固定污染源排放煙氣連續監測技術規范[S].